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100MW汽轮机通流部分技术改造介绍

   2014-07-02 中国节能网1830
核心提示: 针对100MW汽轮机老式机组性能落后、效率偏低的现状,提出采用先进技术对其通流部分进行改造。机组改造后,安全性能和热效率明显提高,延长了机组寿命,取得了良好…
  目前,汽轮机设计已经进入了全三维设计时代,新设计机组的经济性、安全性和负荷适应性不断提高。与之相比,老式机组性能则较差。如果长期继续使用这些性能落后的机组将造成很大的能源浪费。进入20世纪90年代,国内电厂开始对老式机组进行改造。因为相对于重新设计机组而言,采用当代汽轮机先进技术改造现有老式机组是一条投资少、见效快的途径。

  1 100MW汽轮机现状

  佳木斯发电厂11号、12号机组的100MW汽轮机为20世纪60年代设计产品,主设备严重老化,根据电厂运行及反馈情况,存在如下问题:

  a.机组设计热耗为9252.8kJ/(kW.h),而实际运行却达不到此值。热耗较新型机组高,经济性差。高、低压缸效率分别为85%和80%,效率比新型机组低。

  b.机组为纯冷凝机组,不能热电联供。

  c.机组使用双列调节级,焓降大,叶片展选弦比小,二次流损失大,调节级效率低。

  d.叶片型线是40~50年代苏联老型线,气动性能差,叶型损失大,效率低。

  e.原设计叶片采用铆接围带,铆钉头外露,围带上只装两道汽封齿,且高压各级压力大,漏汽量大。

  f.高、低压缸前后汽封、隔板汽封都是老式汽封,结构不合理,齿数少,漏汽量大;轴向间隙小,启停不便,易造成磨擦损坏。

  g.动叶根部采用轴向汽封,机组运行胀差大时,漏汽量大。

  h.高压缸后部及低压缸内外流道都是阶梯状,导叶顶部扩张角过大,通流不光滑,蒸汽在通道中突然扩张而产生脱流,使流动损失增大。阶梯型结构也增加了冲击损失。

  i.低压缸动叶拉筋比较多,低压第三[注]级313mm长叶片有两道拉筋;低压第四级长432mm叶片有一道拉筋,末级长665mm叶片也有一道拉筋。在汽流通道中,由于拉筋的存在,汽流发生绕流、脱流扩压和局部加速流加,增加了流动损失。另外,低压后三[注]级动叶片顶部没有围带,顶部损失和漏汽量大。

  j.动静叶轴向间隙过小,不利于机组快速启停和适应调峰时负荷的变化。

  2 100MW汽轮机的通流部分改造

  针对以上情况,采用大量的先进技术对100MW汽轮机通流部分进行改造,这些技术都是在其他机组上成功地运用过并取得良好效果的。

  2.1调节级喷嘴采用子午面收缩叶栅

  调节级子午面收缩叶栅如图1所示。实验结果表明,合适的收缩比和适当的子午面型线,可以将叶栅损失降低26%。采用子午面收缩叶栅后,调节级效率提高1.1%。为确保喷嘴叶栅加工精度,喷嘴环采用焊接结构。

  2.2压力级采用高效后加载“鱼头”叶型

  新设计的高压缸压力级均采用后加载的“鱼头”静叶栅(见图2)。与传统的透平叶栅速度分配规律相比,后加载静叶栅的最大气动力负荷位置明显移往下游方向(见图3),试验证明这种叶栅的突出优点是:由于叶栅通道前后压力面与吸力面的压差较小,削弱通道的二次流强度,使叶栅损失大大降低。后加载静叶栅不仅效率高,而且叶型刚度大,其攻角适应范围广(见图4),这对提高机组的变工况性能非常有利。

 

 


 
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